La Coibentazione Termica Dei Tubi Nel Solare Termico
Una delle prime attenzioni da riservare a un impianto solare termico è la corretta coibentazione delle tubazioni. I tubi che trasportano il fluido termovettore, solitamente una miscela di acqua e glicole, raggiungono temperature elevate durante il funzionamento e, se non adeguatamente isolati, possono disperdere calore in modo significativo, riducendo l’efficienza complessiva del sistema.
Lo strato isolante deve avere il massimo spessore compatibile con i vincoli di installazione e con i costi: maggiore è lo spessore dell’isolante, minori saranno le dispersioni termiche. È fondamentale che la coibentazione sia continua lungo tutta la lunghezza delle tubazioni, senza interruzioni, e che venga posta particolare attenzione ai raccordi e ai gomiti, che sono punti critici in cui la dispersione può aumentare.
I materiali isolanti comunemente impiegati sono schiume di materiali plastici (come elastomeri espansi o polietilene espanso) e fibre minerali (lana di roccia o lana di vetro), ciascuno con specifiche proprietà termiche, meccaniche e di resistenza all’umidità. Nei tratti esterni, la protezione dell’isolante è essenziale: si utilizza solitamente una camicia protettiva in alluminio zigrinato, PVC o acciaio inox, resistente ai raggi UV, alla pioggia e agli attacchi di animali come uccelli e roditori.
La normativa di riferimento è ancora il DPR 412/1993, allegato B, tabella 1, che stabilisce gli spessori minimi dell’isolante termico da adottare in funzione del diametro della tubazione e della temperatura del fluido. Tuttavia, il decreto va interpretato alla luce delle nuove disposizioni introdotte da normative più recenti come il D.Lgs. 48/2020 (attuazione della direttiva europea 2018/844 sull’efficienza energetica degli edifici), che rafforza i requisiti minimi di prestazione energetica.
In ambienti interni, gli spessori minimi previsti dalla tabella del DPR 412/1993 possono essere ridotti: per tubi all’interno dell’isolamento termico delle pareti perimetrali, si applica un coefficiente di riduzione pari a 0,5, mentre per tubi posizionati all’interno di strutture non affacciate all’esterno o su locali non riscaldati, il coefficiente scende a 0,3. Tuttavia, questi abbattimenti vanno ponderati con attenzione: una riduzione eccessiva dello spessore può compromettere l’efficienza dell’intero sistema solare.
Materiali, Diametri E Spessori Dei Tubi Nel Solare Termico
La scelta dei materiali per le tubazioni del circuito solare non è banale: influenza non solo la resa energetica, ma anche la durabilità dell’impianto e la sua compatibilità chimica e meccanica con il fluido termovettore.
I due materiali più comuni sono il rame e l’acciaio inox:
Rame: è il materiale più utilizzato per impianti residenziali grazie alla sua elevata conducibilità termica, alla superficie interna liscia e alla facilità di piegatura. Il rame è anche altamente resistente alla corrosione e compatibile con il glicole propilenico.
Acciaio inossidabile: più indicato per impianti di grandi dimensioni o industriali. Tuttavia, presenta una superficie interna leggermente più ruvida, il che aumenta le perdite di carico e richiede diametri superiori a parità di portata.
Per evitare fenomeni di corrosione galvanica, è essenziale evitare l’accoppiamento tra materiali incompatibili, come rame e acciaio zincato. Nei sistemi aperti, è ancora più importante utilizzare tubazioni con superficie interna liscia per ridurre il rischio di incrostazioni, soprattutto se si impiega acqua sanitaria o acqua dura.
Dimensionamento in base alla portata
Il dimensionamento delle tubazioni si basa essenzialmente sulla portata del fluido. Di seguito alcuni esempi pratici:
Portata ≤ 240 l/h: tubo in rame da 16 mm di diametro esterno, spessore 1 mm.
Portata ≈ 500 l/h: tubo da 22 mm di diametro esterno, spessore sempre 1 mm.
Portata tra 600 e 900 l/h: tubo da 28 mm di diametro esterno, con spessore invariato.
Queste indicazioni valgono per impianti standard a circolazione forzata. In impianti più complessi o a circolazione naturale, il dimensionamento deve tener conto di ulteriori fattori, come l’altezza manometrica, le perdite di carico, le curve del circuito e il tipo di fluido.
È bene ricordare che un sovradimensionamento delle tubazioni aumenta i costi e il volume d’acqua da riscaldare, mentre un sottodimensionamento comporta maggiori perdite di carico e inefficienza nella circolazione del fluido.
La Coibentazione Del Serbatoio Di Accumulo Termico
Il serbatoio di accumulo termico rappresenta il cuore dell’impianto solare: qui si accumula l’energia termica raccolta dai collettori solari per poi essere distribuita nei momenti di bisogno. È quindi fondamentale che questo componente sia ottimamente coibentato per ridurre al minimo le perdite di calore.
I serbatoi commerciali sono generalmente forniti già coibentati con strati di schiume rigide in poliuretano o fibre minerali, con spessori che variano dai 50 ai 150 mm, a seconda del modello e del produttore. Tuttavia, in alcuni casi, soprattutto per installazioni in ambienti esterni, è possibile valutare una coibentazione supplementare.
Installare un serbatoio coibentato all’esterno è sconsigliato in zone con inverni rigidi o escursioni termiche marcate: anche con isolamento, le perdite di calore sono inevitabili e l’efficienza del sistema si riduce. In queste situazioni, si predilige l’installazione interna o in locali tecnici ben protetti.
Vantaggi della coibentazione corretta:
Minore dispersione termica: un serbatoio ben isolato mantiene il calore per molte ore anche in assenza di irraggiamento.
Riduzione dei costi energetici: meno calore disperso significa minore bisogno di integrazione da parte della caldaia.
Controllo della condensa: evita la formazione di condensa sulla superficie esterna del serbatoio, che può causare corrosione, muffe o danni all’isolante stesso.
Attenzione va posta anche al fondo del serbatoio, spesso punto debole in termini di coibentazione. Se appoggiato a terra, è bene interporre una base isolante o una pedana per evitare che il calore venga dissipato per contatto.
I Principali Tipi Di Isolanti Termici Sul Mercato
La qualità dell’isolamento termico dipende essenzialmente dalle caratteristiche dei materiali impiegati, in particolare dalla conducibilità termica λ, che indica quanto calore attraversa 1 metro di materiale con uno spessore di 1 metro in presenza di una differenza di temperatura di 1 grado Kelvin. Minore è questo valore, maggiore è l’efficienza isolante.
Per essere classificato come isolante termico, un materiale deve avere λ < 0,14 W/mK. I materiali disponibili sul mercato si dividono in tre grandi famiglie:
Isolanti naturali vegetali o animali
Sono materiali ecologici, biodegradabili e a basso impatto ambientale. Alcuni esempi:
Fibra di legno
Sughero
Lana di pecora
Lino
Canapa
Cellulosa in fiocchi
Presentano buone prestazioni isolanti, traspirabilità e igroscopicità, ma possono essere sensibili all’umidità se non adeguatamente trattati.
Isolanti minerali
Derivano da rocce o minerali espansi. Esempi:
Lana di roccia
Lana di vetro
Vermiculite
Perlite espansa
Argilla espansa
Vetro cellulare
Fibroceramica
Sono ignifughi, resistenti all’umidità e duraturi nel tempo. Il vetro cellulare, in particolare, è molto usato per coibentazioni in ambienti esterni grazie alla sua impermeabilità.
Isolanti di sintesi
Sono prodotti industriali con prestazioni molto elevate. Alcuni dei più diffusi:
Polistirene espanso (EPS)
Polistirene estruso (XPS)
Poliuretano espanso (PUR)
PVC espanso
Resine fenoliche
Hanno conducibilità termica molto bassa (λ < 0,035 W/mK), sono leggeri e facili da applicare. Tuttavia, sono meno ecocompatibili rispetto agli isolanti naturali.
La scelta dell’isolante va fatta in base all’ambiente di installazione, alla temperatura di esercizio, alla durata attesa e ai requisiti normativi. In ambito solare termico, si privilegiano materiali resistenti a temperature fino a 120–150 °C, con rivestimenti protettivi idonei all’esterno.
I Pannelli Solari Sottovuoto: Prestazioni E Considerazioni Impiantistiche
I pannelli solari termici a tubi sottovuoto rappresentano una soluzione tecnologicamente avanzata rispetto ai collettori piani. La loro struttura a doppio vetro con vuoto interposto consente una drastica riduzione delle perdite per conduzione e convezione, rendendoli estremamente efficienti anche in condizioni di irraggiamento ridotto o temperature esterne basse.
La loro configurazione si ispira al principio del thermos: il tubo sottovuoto impedisce lo scambio termico con l’ambiente esterno, mentre all’interno è presente un assorbitore che trasferisce il calore al fluido termovettore. Esistono due tipologie principali:
Tubi a U: il fluido circola direttamente all’interno del tubo sottovuoto.
Heat Pipe: il calore viene trasferito da un liquido evaporante al fluido termovettore tramite condensazione.
Questi collettori sono particolarmente indicati in climi freddi, aree alpine o regioni con scarsa insolazione invernale. In Italia, trovano largo impiego nel Nord e nelle zone appenniniche.
Pro e contro dei pannelli sottovuoto
Vantaggi:
Alta resa anche con cielo coperto o basse temperature
Ottima coibentazione integrata
Adatti all’integrazione con pompe di calore o caldaie a condensazione
Svantaggi:
Costo superiore rispetto ai collettori piani
Maggiore fragilità in caso di urti
Necessitano di manutenzione più accurata, in particolare per il controllo del vuoto residuo nei tubi
Grazie alla loro efficienza, i pannelli sottovuoto possono ridurre la superficie necessaria per raggiungere la stessa resa energetica di un collettore piano, rendendoli ideali anche per tetti piccoli o con esposizione parziale.
Conclusioni
La corretta coibentazione di un impianto solare termico è essenziale per garantirne la massima efficienza e durabilità. La scelta di materiali adeguati, l’attenzione ai dettagli costruttivi, l’isolamento delle tubazioni e del serbatoio, insieme a una valutazione delle condizioni climatiche locali, costituiscono il cuore di un impianto ben progettato.
Con l’evoluzione delle normative e la crescente attenzione al risparmio energetico, la coibentazione non è più un’opzione accessoria, ma un elemento strutturale dell’intero sistema. Investire in una coibentazione corretta significa risparmiare energia, ridurre i costi di esercizio e contribuire a una maggiore sostenibilità ambientale.
Se stai valutando l’installazione di un impianto solare termico, oppure se intendi ottimizzare uno esistente, la qualità dell’isolamento termico è una delle prime voci da approfondire: i benefici saranno tangibili da subito e duraturi nel tempo.
